JP3763285B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関するものであり、特に反射透過併用型の液晶表示装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、薄型で低消費電力であるという特徴を活かして、ノート型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション用の表示装置、携帯情報端末（Personal Digital Assistant: PDA）、携帯電話に広く用いられている。この液晶表示装置には、バックライトと呼ばれる内部光源を有し、このバックライトからの光のオン・オフを液晶パネルで切り替えて表示を行う透過型の液晶表示装置と、太陽光等の周囲光を反射板等で反射させ、この反射光のオン・オフを液晶パネルで切り替えて表示を行う反射型の液晶表示装置とが知られている。
【０００３】
上述した透過型の液晶表示装置においては、表示装置の全消費電力のうち５０％以上をバックライトが占めており、このようなバックライトを設けることで消費電力が多くなるという問題がある。また、透過型の液晶表示装置は、周囲が明るい場合には表示光が暗く見え、視認性が低下するという問題もある。一方、反射型の液晶表示装置においては、バックライトを設けていないため消費電力の増加という問題はないが、周囲が暗い場合には反射光量が低下して視認性が極端に低下するという問題がある。
【０００４】
このような透過型、反射型の表示装置の双方の問題を解消するために、透過型表示と反射型表示との両方を１つの液晶パネルで実現する反射透過併用型の液晶表示装置が提案されている。この反射透過併用型の液晶表示装置では、周囲が明るい場合には周囲光の反射による表示（反射表示）を行い、周囲が暗い場合にはバックライト光による表示（透過表示）を行う。反射透過併用型の液晶表示装置の例は、特許第２９５５２７７号公報、特開２００１−１６６２８９号公報等に開示されている。
【０００５】
図６に、従来の反射透過併用型の液晶表示装置１０１における、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor:以下ＴＦＴと称する。）基板１０２の平面構造を示す。ＴＦＴ基板１０２には、図６に示すように、後述するＴＦＴによって制御される複数の画素電極１０３がマトリクス状に配設されるとともに、これら画素電極１０３の周囲にＴＦＴに走査信号を供給するためのゲート線１０４と、ＴＦＴに表示信号を供給するためのデータ線１０５とが互いに直交するように設けられ、画素部が構成されている。
【０００６】
また、ＴＦＴ基板１０２には、ゲート線１０４と平行な金属膜からなる補助容量用配線（以下、Ｃｓ線と称する。）１０６が設けられている。Ｃｓ線１０６は、後述するように接続電極との間に補助容量Ｃを形成し、カラーフィルタ基板に設けられた対向電極に接続されている。
【０００７】
なお、画素電極１０３には、反射表示を行うための反射表示領域Ａと、透過表示を行うための透過表示領域Ｂとが設けられている。
【０００８】
また、図７に、図６中のＦ−Ｆ'線における液晶表示装置１０１の断面構造を示す。この液晶表示装置１０１は、先に述べたＴＦＴ基板１０２と、カラーフィルタ基板１０７とが対向して配設され、これらの間に液晶層１０８が挟持された構造とされる。
【０００９】
カラーフィルタ基板１０７は、ガラス等からなる透明絶縁基板１０９のＴＦＴ基板１０２と対向する側の面にカラーフィルタ１１０と、ＩＴＯ等からなる対向電極１１１とをこの順に有する。カラーフィルタ１１０は、顔料や染料によって各色に着色された樹脂層であり、例えばＲ，Ｇ，Ｂの各色のフィルタ層が組み合わされて構成されている。
【００１０】
また、カラーフィルタ基板１０７のカラーフィルタ１１０及び対向電極１１１が形成された反対側の面には、λ／４層１１２と、偏光板１１３とが配設される。
【００１１】
ＴＦＴ基板１０２の反射表示領域Ａにあっては、ガラス等の透明基材からなる透明絶縁基板１１４上に、画素電極１０３に表示信号を供給するためのスイッチング素子であるＴＦＴ１１５と、詳細を後述する何層かの絶縁膜を介してＴＦＴ１１５上に形成される散乱層１１６と、この散乱層１１６上に形成される平坦化層１１７と、ＩＴＯ膜１１８ａを介して平坦化層１１７上に形成される反射電極１１９とを備えている。
【００１２】
この図７に示すＴＦＴ１１５は、いわゆるボトムゲート構造であり、透明絶縁基板１１４上に形成されたゲート電極１２０と、ゲート電極１２０の上面に重ねられた窒化シリコン膜１２１ａ及び酸化シリコン膜１２１ｂの積層膜からなるゲート絶縁膜１２１と、ゲート絶縁膜１２１上に重ねられた半導体薄膜１２２とを有し、半導体薄膜１２２の両脇がＮ＋拡散領域とされている。ゲート電極１２０は、ゲート線１０４の一部を延在させたものであり、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）等の金属又は合金をスパッタリング等の方法によって成膜されてなる。
【００１３】
半導体薄膜１２２の一方のＮ＋拡散領域には、第１の層間絶縁膜１２３及び第２の層間絶縁膜１２４に形成されたコンタクトホールを介してソース電極１２５が接続される。ソース電極１２５にはデータ線１０５が接続され、データ信号が入力される。また、半導体薄膜１２２の他方のＮ＋拡散領域には、第１の層間絶縁膜１２３及び第２の層間絶縁膜１２４に形成されたコンタクトホールを介してドレイン電極１２６が接続される。ドレイン電極１２６は、接続電極１２７と接続され、さらにコンタクト部１２８を介して画素電極１０３と電気的に接続される。接続電極１２７は、ゲート絶縁膜１２１を介してＣｓ線１０６との間に補助容量Ｃを形成している。半導体薄膜１２２は、例えば化学気相成長（Chemical Vapor Deposition: CVD）法等によって得られる低温ポリシリコンからなる薄膜であり、ゲート絶縁膜１２１を介してゲート電極１２０と整合する位置に形成される。
【００１４】
半導体薄膜１２２の第１の層間絶縁膜１２３及び第２の層間絶縁膜１２４を介した直上には、ストッパ１２９が設けられる。このストッパ１２９は、ゲート電極１２０と整合する位置に形成された半導体薄膜１２２を保護するものである。
【００１５】
また、ＴＦＴ基板１０２の透過表示領域Ｂにあっては、反射表示領域Ａの略全面にわたって形成されている各種絶縁膜、すなわちゲート絶縁膜１２１、第１の層間絶縁膜１２３、第２の層間絶縁膜１２４、散乱層１１６及び平坦化層１１７が除去されており、透明絶縁基板１１４上に直接、透明電極１１８が形成されている。また、反射表示領域Ａにおいて成膜されている反射電極１１９も、透過表示領域Ｂには形成されていない。
【００１６】
また、ＴＦＴ基板１０２のＴＦＴ１１５等が形成された反対側の面、すなわち、図示を省略する内部光源たるバックライトが配される側の面には、カラーフィルタ基板１０７と同様に、λ／４層１３０と偏光板１３１とがこの順に配設される。
【００１７】
上述の構成の反射透過併用型の液晶表示装置１０１では、反射表示領域Ａと透過表示領域Ｂとで液晶層１０８の厚みを異ならせることにより、反射表示及び透過表示のいずれの状態においても高品質な表示を可能とする。
【００１８】
このようなＴＦＴ基板１０２における反射表示領域Ａと透過表示領域Ｂとの段差は、例えば２μｍ程度とされる。そして、この段差は図７中に示すように急峻な勾配をなすので、反射表示領域Ａと透過表示領域Ｂとの境界領域では液晶ドメインが発生しやすく、また、反射表示に必要なギャップ及び透過表示に必要なギャップのどちらも満足しないので、反射表示及び透過表示のいずれにも寄与せず、光抜け等を生じる。以下、反射表示及び透過表示のいずれにも寄与しない領域を無効領域と称する。通常この無効領域は表示品質の劣化を招くため、遮光膜等によって遮光される必要がある。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで近年では、非常に高精細な表示を実現する液晶表示装置において、図８に示すように透過表示に寄与する透過表示領域Ｂを広く確保した構造が提案されている。
【００２０】
このように透過表示領域Ｂを広げると、データ線１０５及びゲート線１０４に囲まれた１つの画素部においては透過領域Ｂの周囲の反射表示領域Ａが相対的に狭くなり、図８に示すようにデータ線１０５と透過表示領域Ｂとが近接する。
【００２１】
図６に示すように、データ線１０５と透過表示領域Ｂとが離間している場合には、反射表示領域Ａと透過表示領域Ｂとの段差は図７に示すように、ゲート絶縁膜１２１、第１の層間絶縁膜１２３、第２の層間絶縁膜１２４、散乱層１１６、平坦化層１１７、及び反射電極１１９の厚みの和であるが、図８に示すようにデータ線１０５と透過表示領域Ｂとが隣接する場合には、先に述べた厚みの和にデータ線１０５の厚みが加わるので、データ線１０５近傍の透過表示領域Ｂにおいて透過表示に必要なギャップが得られなくなる。
【００２２】
この結果、データ線１０５に隣接する透過表示領域Ｂにおいて無効領域が拡大し、有効に機能する領域が相対的に減少するので、透過表示領域Ｂを拡大したのにも拘わらず、透過表示において所望の輝度を得られないといった問題が生じる。
【００２３】
そこで本発明はこのような従来の問題点を解決するために提案されたものであり、透過表示の輝度を上げるために透過表示領域を拡大した場合であっても、データ線近傍における無効領域の拡大を抑え、良好な表示品質を実現する反射透過併用型の液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る液晶表示装置は、一対の基板間に液晶層が挟み込まれ、透過光により表示を行う透過表示領域と、反射光により表示を行う反射表示領域とを備えてなる液晶表示装置において、上記液晶層を駆動する駆動素子に信号を供給するデータ線が配され、上記透過表示領域に隣接するデータ線は、上記反射表示領域に隣接するデータ線とは異なる面上に形成されていることを特徴とする。
【００２５】
透過表示領域に隣接するデータ線領域と反射表示領域に隣接するデータ線領域とでデータ線の形成される面を異ならせることによって、透過表示領域と反射表示領域とでデータ線が同一面上に形成されている従来の液晶表示装置に比べて、透過表示領域に隣接するデータ線領域と透過表示領域との段差を低減する。
【００２６】
この結果、データ線と透過表示領域との間に反射表示領域が存在しないほど透過表示領域を拡大した場合であっても、データ線近傍の透過表示領域において無効領域が拡大することを防止する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した液晶表示装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２８】
本発明の液晶表示装置は、反射表示と透過表示とを１つの表示パネルで実現するいわゆる反射透過併用型の液晶表示装置であり、例えばＴＦＴ等が形成されたＴＦＴ基板及びカラーフィルタ等が形成されたカラーフィルタ基板の一対の基板が液晶層を挟持してなる構成とされる。
【００２９】
図１に、本発明を適用した反射透過併用型液晶表示装置１における、ＴＦＴ基板２の平面構造を示す。ＴＦＴ基板２には、図１に示すように、後述するＴＦＴによって制御される複数の画素電極３がマトリクス状に配設されるとともに、これら画素電極３の周囲にＴＦＴに走査信号を供給するためのゲート線４と、ＴＦＴに表示信号を供給するためのデータ線５とが互いに直交するように設けられ、画素部が構成されている。
【００３０】
また、ＴＦＴ基板２には、ゲート線４と平行な金属膜からなるＣｓ線６が設けられている。Ｃｓ線６は、後述するように接続電極との間に補助容量Ｃを形成し、カラーフィルタ基板に設けられた対向電極に接続されている。
【００３１】
なお、画素電極３には、反射表示を行うための反射表示領域Ａと、透過表示を行うための透過表示領域Ｂとが設けられている。
【００３２】
次に、本発明の液晶表示装置の図１中のＣ−Ｃ'線における断面構造、すなわち、データ線５に平行であり、且つ透過表示領域Ｂの略中央を通る断面構造について図２を参照しながら説明する。
【００３３】
この液晶表示装置１は、先に述べたＴＦＴ基板２と、カラーフィルタ基板７とが対向して配設され、これらの間に液晶層８が挟持された構造とされる。
【００３４】
カラーフィルタ基板７は、ガラス等からなる透明絶縁基板９のＴＦＴ基板２と対向する側の面にカラーフィルタ１０と、ＩＴＯ等からなる対向電極１１とをこの順に有する。カラーフィルタ１０は、顔料や染料によって各色に着色された樹脂層であり、例えばＲ，Ｇ，Ｂの各色のフィルタ層が組み合わされて構成されている。
【００３５】
また、カラーフィルタ基板７のカラーフィルタ１０及び対向電極１１が形成された反対側の面には、λ／４層１２と、偏光板１３とが配設される。
【００３６】
ＴＦＴ基板２の反射表示領域Ａにあっては、ガラス等の透明基材からなる透明絶縁基板１４のカラーフィルタ基板２と対向する側の面に、画素電極３に表示信号を供給するためのスイッチング素子であるＴＦＴ１５と、詳細を後述する何層かの絶縁膜を介してＴＦＴ１５上に形成される散乱層１６と、この散乱層１６上に形成される平坦化層１７と、ＩＴＯ膜１８ａを介して平坦化層１７上に形成される反射電極１９とを備えている。散乱層１６及び平坦化層１７は、反射表示領域Ａと透過表示領域ＢとでＴＦＴ基板２の厚みを変えるための凹凸形成層である。反射電極１９は、ロジウム、チタン、クロム、銀、アルミニウム、ニッケル−クロム合金等の金属膜からなり、特に銀を使用した場合に反射表示における反射率が高くなる。
【００３７】
この図２に示すＴＦＴ１５は、いわゆるボトムゲート構造であり、透明絶縁基板１４上に形成されたゲート電極２０と、ゲート電極２０の上面に重ねられた窒化シリコン膜２１ａ及び酸化シリコン膜２１ｂの積層膜からなるゲート絶縁膜２１と、ゲート絶縁膜２１上に重ねられた半導体薄膜２２とを有し、半導体薄膜２２の両脇がＮ＋拡散領域とされている。ゲート電極２０は、ゲート線４の一部を延在させたものであり、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）等の金属又は合金をスパッタリング等の方法によって成膜されてなる。
【００３８】
半導体薄膜２２の一方のＮ＋拡散領域には、第１の層間絶縁膜２３及び第２の層間絶縁膜２４に形成されたコンタクトホールを介してソース電極２５が接続される。ソース電極２５にはデータ線５が接続され、データ信号が入力される。また、半導体薄膜２２の他方のＮ＋拡散領域には、第１の層間絶縁膜２３及び第２の層間絶縁膜２４に形成されたコンタクトホールを介してドレイン電極２６が接続される。ドレイン電極２６は、接続電極２７と接続され、さらにコンタクト部２８を介して画素電極３と電気的に接続される。接続電極２７は、ゲート絶縁膜２１を介してＣｓ線６との間に補助容量Ｃを形成している。半導体薄膜２２は例えばＣＶＤ法等によって得られる低温ポリシリコンからなる薄膜であり、ゲート絶縁膜２１を介してゲート電極２０と整合する位置に形成される。
【００３９】
半導体薄膜２２の第１の層間絶縁膜２３及び第２の層間絶縁膜２４を介した直上には、ストッパ２９が設けられる。このストッパ２９は、ゲート電極２０と整合する位置に形成された半導体薄膜２２を保護するものである。
【００４０】
他方、ＴＦＴ基板２の透過表示領域Ｂにあっては、反射表示領域Ａの略全面にわたって形成されている各種絶縁膜、すなわちゲート絶縁膜２１、第１の層間絶縁膜２３、第２の層間絶縁膜２４、散乱層１６及び平坦化層１７が除去されており、透明絶縁基板１４上に直接、ＩＴＯ等からなる透明電極１８が形成されている。また、反射表示領域Ａにおいて成膜されている反射電極１９も、透過表示領域Ｂには形成されていない。
【００４１】
また、ＴＦＴ基板２のＴＦＴ１５等が形成された反対側の面、すなわち、図示を省略する内部光源たるバックライトが配される側の面には、カラーフィルタ基板７と同様に、λ／４層３０と偏光板３１とがこの順に配設される。
【００４２】
上述したＴＦＴ基板２及びカラーフィルタ基板７に挟持される液晶層８は、負の誘電異方性を有するネマティック液晶分子を主体とし、且つ二色性色素を所定の割合で含有しているゲストホスト液晶が封入されたものであり、図示を省略する配向膜によって垂直配向される。この液晶層８においては、電圧印加時に液晶分子が基板に対して垂直配向し、電圧無印加時に液晶分子が基板に対して水平配向する。なお、液晶層８は上述の構成に限定されず、電圧印加時に液晶分子が基板に対して水平配向し、電圧無印加時に液晶分子が基板に対して垂直配向するような構成であってもよい。
【００４３】
次に、図１に示す液晶表示装置のＤ−Ｄ'線における断面構造、すなわち、データ線５に平行であり、且つデータ線５の略中央を通過するＴＦＴ基板２の断面構造について図３を参照しながら説明する。
【００４４】
図３に示すように、反射表示領域Ａに隣接する領域においては、透明絶縁基板１４上にＣｓ線６と、Ｃｓ線６を覆うように窒化シリコン膜２１ａ及び酸化シリコン膜２１ｂの積層膜からなるゲート絶縁膜２１と、半導体薄膜２２と、ストッパ２９と、第１の層間絶縁膜２３と、第２の層間絶縁膜２４とがこの順に積層され、これら層間絶縁膜上にデータ線５が形成されている。データ線５上には、平坦化層１７と、反射電極１９とがこの順に積層される。また、Ｃｓ線６に対応するデータ線５上には、ドレイン電極２６と画素電極３とを接続する接続電極２７が形成される。また、データ線５上には、データ線５とソース電極２５とを接続する接続電極３２が形成される。
【００４５】
これに対し、透過表示領域Ｂに隣接する領域においては、ゲート絶縁膜２１、第１の層間絶縁膜２３及び第２の層間絶縁膜２４が除去されており、透明絶縁基板１４上に直接データ線５が形成される。また、透過表示領域Ｂに隣接する領域のデータ線５上には、反射表示領域Ａに隣接する領域から延在する平坦化層１７と、透明電極１８とがこの順に積層される。
【００４６】
このように、透過表示領域Ｂに隣接する領域と反射表示領域Ａに隣接する領域とでデータ線５の形成される面が異なり、透過表示領域Ｂに隣接する領域におけるデータ線５部分の高さが、ゲート絶縁膜２１、第１の層間絶縁膜２３及び第２の層間絶縁膜２４の厚みの和に相当する分だけ反射表示領域Ａに隣接する領域に比べて低くなされる。すなわち、透過表示領域Ｂを広く確保するためにデータ線５に透過表示領域Ｂが極めて接近する構造であっても、従来の反射透過併用型の液晶表示装置に比べて、透過表示領域Ｂとこれに隣接するデータ線５領域との段差が低減される。この結果、データ線５近傍の透過表示領域Ｂにおいて透過表示に必要なギャップを満足しない無効領域の増大を従来構造に比べて抑えることができる。すなわち、本発明の液晶表示装置１は、透過表示領域Ｂを広く確保しつつ無効領域の拡大を最小限に抑えることが可能であり、従来の反射透過併用型の液晶表示装置に比べて透過表示の輝度を高めることができる。
【００４７】
ところで、本発明によって透過表示の際の輝度を向上させられることから、特に透過表示重視の反射透過併用型の液晶表示装置、より具体的には、表示パネルにおける光の反射率が１％以上、１０％以下の範囲内であり、且つ表示パネルにおける光の透過率が５％以上、１０％以下の範囲内であるように規定された反射透過併用型の液晶表示装置に本発明を適用することで、本発明の効果を最大限に得ることができる。上述のように光の反射率及び透過率が所定の範囲内に規定された反射透過併用型の液晶表示装置は、反射表示における表示光の輝度が最低限必要なレベルに保持されつつ、透過表示における表示光の輝度が透過型の液晶表示装置と同等のレベルの輝度とされ、視認性及び色再現性の向上が図られたものである。
【００４８】
なお、透過表示領域Ｂに隣接するデータ線５は、透明絶縁基板１４上、すなわち、透過表示領域Ｂにおける透明電極１８と同じ面上に直接形成されることが好ましい。この構造とすることにより、データ線５領域と透過表示領域Ｂとの段差を最小とし、且つ製造プロセスを容易とすることができる。
【００４９】
なお、図３では、データ線５下に配されるゲート絶縁膜２１、第１の層間絶縁膜２３及び第２の層間絶縁膜２４を全て透明絶縁基板１４上から除去することによって、透過表示領域Ｂに隣接する領域と反射表示領域Ａに隣接する領域とでデータ線５の形成される面を異ならせた例を挙げたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、透過表示領域Ｂに隣接するデータ線５下には、ゲート絶縁膜２１、第１の層間絶縁膜２３及び第２の層間絶縁膜２４のうち少なくとも１つの層を除去することによって、透過表示領域Ｂに隣接する領域と反射表示領域Ａに隣接する領域とでデータ線５の形成される面を異ならせてもよい。また、透過表示領域Ｂに隣接するデータ線５下の、ゲート絶縁膜２１、第１の層間絶縁膜２３及び第２の層間絶縁膜２４のうち少なくとも１つの層の厚みを変化させることによって、透過表示領域Ｂに隣接する領域と反射表示領域Ａに隣接する領域とでデータ線５の形成される面を異ならせてもよい。
【００５０】
ところで、透過表示領域Ｂに隣接するデータ線５は、透明電極１８との電気的な接触を防ぐために、絶縁層によって被覆される。この透過表示領域Ｂに隣接するデータ線５を覆う絶縁層は、なだらかな形状、すなわち順テーパ形状とされることにより、液晶ドメインやリバースチルト等の発生が抑制され、光抜け等の不都合を防止できる。このような観点から、データ線５を覆う絶縁層の具体的な立ち上がり角度は、８０°以下とされることが好ましく、４５°以下とされることがより好ましい。
【００５１】
透過表示領域Ｂに隣接するデータ線５を覆う絶縁層に用いる材料としては特に限定されないが、例えばアクリル系、ポリオレフィン系、スチレン系等の熱又は光によって流動性を発現する有機材料、無機材料等を用い、リフローすることによって、先に述べたようななだらかな形状、すなわち順テーパ形状の絶縁層を容易に実現できる。また、熱又は光によって流動性を発現しない材料を用いた場合であっても、ウェットプロセスによるエッチングやドライプロセスによる後退エッチング等によりなだらかな形状、すなわち順テーパ形状の絶縁層を形成可能である。さらに、データ線５を覆う絶縁層に感光性の有機材料を用いることで、フォトリソグラフィによって所望の位置に高精度にて絶縁層をパターニングすることが可能となる。
【００５２】
このデータ線５を覆う絶縁層としては、反射表示領域Ａにおける凹凸形成層の少なくとも一部を延在した層を用いることができる。例えば凹凸形成層が感光性の有機材料からなる場合には、フォトリソグラフィにおける露光量を調整して、反射表示領域Ａに隣接する領域と透過表示領域Ｂに隣接する領域とでデータ線５を覆う凹凸形成層の厚みを変化させる。この手法は、データ線５上の絶縁層の膜厚を任意に設定できるので、必要上充分な電極間容量を得られるとともに、所望のなだらかな形状を実現できる。
【００５３】
また、データ線５を覆う絶縁層は、図４に示すように、凹凸形成層として平坦化層１７のみを備える場合、図５に示すように、凹凸形成層として散乱層１６及び平坦化層１７の両方を備える場合、データ線５を覆う絶縁層が散乱層１６のみからなる場合のいずれであってもよい。さらに、凹凸形成層が散乱層１６や平坦化層１７以外の層を含む場合には、この層が透過表示領域Ｂに隣接するデータ線５を覆う絶縁層を構成してもよい。
【００５４】
次に、図１、図２及び図３に示すような構造の液晶表示装置１の製造方法について説明する。
【００５５】
先ず、透明絶縁基板１４上に、ゲート電極２０、窒化シリコン膜２１ａ及び酸化シリコン膜２１ｂからなるゲート絶縁膜２１、及び半導体薄膜２２を順次堆積・パターニングし、半導体薄膜２２の両脇の領域に不純物導入し、Ｎ＋拡散領域とする。また、半導体薄膜２２上にストッパ２９を形成し、半導体薄膜２２及びストッパ２９を被覆するように、第１の層間絶縁膜２３及び第２の層間絶縁膜２４を成膜する。
【００５６】
次に、半導体薄膜２２の一対のＮ＋拡散領域に対応する箇所の第１の層間絶縁膜２３及び第２の層間絶縁膜２４を例えばエッチングにより開口し、コンタクトホールを形成する。コンタクトホールを形成するのと同時に、透過表示領域Ｂに隣接し、且つ後で形成するデータ線５の下方に存在することになるゲート絶縁膜２１、第１の層間絶縁膜２３及び第２の層間絶縁膜２４をエッチングにより除去することが好ましい。
【００５７】
次に、先に開口したコンタクトホールを介して半導体薄膜２２と接続するソース電極２５及びドレイン電極２６を所定の形状にパターニングして形成する。
【００５８】
次に、散乱反射を起こさせる機能を有する散乱層１６を成膜し、所定の形状にパターニングする。この上に、平坦化層１７を成膜し、所定の形状にパターニングする。この平坦化層１７のパターニングの際に、透過表示領域Ｂのゲート絶縁膜２１、第１の層間絶縁膜２３及び第２の層間絶縁膜２４を除去し、透明絶縁基板１４を露出させる。
【００５９】
次に、ＩＴＯをスパッタリングし、ＩＴＯからなる透明電極１８を形成する。さらに透明電極１８上の、反射表示領域Ａに対応する領域に反射電極１９を形成する。以上のようにして、透明絶縁基板１４上にＴＦＴ１５等が形成されてなるＴＦＴ基板２を得る。
【００６０】
また、透明絶縁基板９にカラーフィルタ１０及び対向電極１１を公知の方法に従って形成し、カラーフィルタ基板７を得る。
【００６１】
以上のようにして得られたＴＦＴ基板２のＴＦＴ１５が形成された主面、及びカラーフィルタ基板７のカラーフィルタ１０が形成された主面にそれぞれ配向膜を形成する。配向膜が内側となるようにＴＦＴ基板２とカラーフィルタ基板７とを対向させて貼り合わせ、さらに液晶を注入して液晶層８を形成する。そして、ＴＦＴ基板２の外側にλ／４層３０及び偏光板３１を、カラーフィルタ基板７の外側にλ／４層１２及び偏光板１３を貼り付けることによって、図２に示すような反射透過併用型の液晶表示装置１が完成する。
【００６２】
なお、本発明は上述の記載に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００６３】
例えば上述の液晶表示装置では、いわゆるボトムゲート構造のＴＦＴを用いた液晶表示装置を例に挙げたが、トップゲート構造のＴＦＴを用いた液晶表示装置に本発明を適用することも可能である。
【００６４】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、透過表示領域を広く確保した構造であっても、データ線と隣接する透過表示領域における無効領域の拡大を抑えて充分な面積の透過表示領域を確保し、高輝度な透過表示を実現することが可能な反射透過併用型の液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した反射透過併用型の液晶表示装置の、ＴＦＴ基板を示す平面図である。
【図２】図１に示す液晶表示装置の、Ｃ−Ｃ'線における断面図である。
【図３】図１に示す液晶表示装置の、Ｄ−Ｄ'線における断面図である。
【図４】図１に示す液晶表示装置の、Ｅ−Ｅ線における断面図の一例である。
【図５】図１に示す液晶表示装置の、Ｅ−Ｅ線における断面図の他の例である。
【図６】従来の反射透過併用型の液晶表示装置の、ＴＦＴ基板を示す平面図である。
【図７】図６に示す従来の液晶表示装置の、Ｆ−Ｆ'線における断面図である。
【図８】透過表示領域Ｂを拡大した、従来の反射透過併用型の液晶表示装置の、ＴＦＴ基板を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 液晶表示装置
２ ＴＦＴ基板
３ 画素電極
４ ゲート線
５ データ線
６ Ｃｓ線
７ カラーフィルタ基板
８ 液晶層
１４ 透明絶縁基板
１６ 散乱層
１７ 平坦化層
１８ 透明電極
１９ 反射電極
２０ ゲート電極
２１ ゲート絶縁膜
２２ 半導体薄膜
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関するものであり、特に反射透過併用型の液晶表示装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、薄型で低消費電力であるという特徴を活かして、ノート型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション用の表示装置、携帯情報端末（Personal Digital Assistant: PDA）、携帯電話に広く用いられている。この液晶表示装置には、バックライトと呼ばれる内部光源を有し、このバックライトからの光のオン・オフを液晶パネルで切り替えて表示を行う透過型の液晶表示装置と、太陽光等の周囲光を反射板等で反射させ、この反射光のオン・オフを液晶パネルで切り替えて表示を行う反射型の液晶表示装置とが知られている。
【０００３】
上述した透過型の液晶表示装置においては、表示装置の全消費電力のうち５０％以上をバックライトが占めており、このようなバックライトを設けることで消費電力が多くなるという問題がある。また、透過型の液晶表示装置は、周囲が明るい場合には表示光が暗く見え、視認性が低下するという問題もある。一方、反射型の液晶表示装置においては、バックライトを設けていないため消費電力の増加という問題はないが、周囲が暗い場合には反射光量が低下して視認性が極端に低下するという問題がある。
【０００４】
このような透過型、反射型の表示装置の双方の問題を解消するために、透過型表示と反射型表示との両方を１つの液晶パネルで実現する反射透過併用型の液晶表示装置が提案されている。この反射透過併用型の液晶表示装置では、周囲が明るい場合には周囲光の反射による表示（反射表示）を行い、周囲が暗い場合にはバックライト光による表示（透過表示）を行う。反射透過併用型の液晶表示装置の例は、特許第２９５５２７７号公報、特開２００１−１６６２８９号公報等に開示されている。
【０００５】
図６に、従来の反射透過併用型の液晶表示装置１０１における、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor:以下ＴＦＴと称する。）基板１０２の平面構造を示す。ＴＦＴ基板１０２には、図６に示すように、後述するＴＦＴによって制御される複数の画素電極１０３がマトリクス状に配設されるとともに、これら画素電極１０３の周囲にＴＦＴに走査信号を供給するためのゲート線１０４と、ＴＦＴに表示信号を供給するためのデータ線１０５とが互いに直交するように設けられ、画素部が構成されている。
【０００６】
また、ＴＦＴ基板１０２には、ゲート線１０４と平行な金属膜からなる補助容量用配線（以下、Ｃｓ線と称する。）１０６が設けられている。Ｃｓ線１０６は、後述するように接続電極との間に補助容量Ｃを形成し、カラーフィルタ基板に設けられた対向電極に接続されている。
【０００７】
なお、画素電極１０３には、反射表示を行うための反射表示領域Ａと、透過表示を行うための透過表示領域Ｂとが設けられている。
【０００８】
また、図７に、図６中のＦ−Ｆ'線における液晶表示装置１０１の断面構造を示す。この液晶表示装置１０１は、先に述べたＴＦＴ基板１０２と、カラーフィルタ基板１０７とが対向して配設され、これらの間に液晶層１０８が挟持された構造とされる。
【０００９】
カラーフィルタ基板１０７は、ガラス等からなる透明絶縁基板１０９のＴＦＴ基板１０２と対向する側の面にカラーフィルタ１１０と、ＩＴＯ等からなる対向電極１１１とをこの順に有する。カラーフィルタ１１０は、顔料や染料によって各色に着色された樹脂層であり、例えばＲ，Ｇ，Ｂの各色のフィルタ層が組み合わされて構成されている。
【００１０】
また、カラーフィルタ基板１０７のカラーフィルタ１１０及び対向電極１１１が形成された反対側の面には、λ／４層１１２と、偏光板１１３とが配設される。
【００１１】
ＴＦＴ基板１０２の反射表示領域Ａにあっては、ガラス等の透明基材からなる透明絶縁基板１１４上に、画素電極１０３に表示信号を供給するためのスイッチング素子であるＴＦＴ１１５と、詳細を後述する何層かの絶縁膜を介してＴＦＴ１１５上に形成される散乱層１１６と、この散乱層１１６上に形成される平坦化層１１７と、ＩＴＯ膜１１８ａを介して平坦化層１１７上に形成される反射電極１１９とを備えている。
【００１２】
この図７に示すＴＦＴ１１５は、いわゆるボトムゲート構造であり、透明絶縁基板１１４上に形成されたゲート電極１２０と、ゲート電極１２０の上面に重ねられた窒化シリコン膜１２１ａ及び酸化シリコン膜１２１ｂの積層膜からなるゲート絶縁膜１２１と、ゲート絶縁膜１２１上に重ねられた半導体薄膜１２２とを有し、半導体薄膜１２２の両脇がＮ＋拡散領域とされている。ゲート電極１２０は、ゲート線１０４の一部を延在させたものであり、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）等の金属又は合金をスパッタリング等の方法によって成膜されてなる。
【００１３】
半導体薄膜１２２の一方のＮ＋拡散領域には、第１の層間絶縁膜１２３及び第２の層間絶縁膜１２４に形成されたコンタクトホールを介してソース電極１２５が接続される。ソース電極１２５にはデータ線１０５が接続され、データ信号が入力される。また、半導体薄膜１２２の他方のＮ＋拡散領域には、第１の層間絶縁膜１２３及び第２の層間絶縁膜１２４に形成されたコンタクトホールを介してドレイン電極１２６が接続される。ドレイン電極１２６は、接続電極１２７と接続され、さらにコンタクト部１２８を介して画素電極１０３と電気的に接続される。接続電極１２７は、ゲート絶縁膜１２１を介してＣｓ線１０６との間に補助容量Ｃを形成している。半導体薄膜１２２は、例えば化学気相成長（Chemical Vapor Deposition: CVD）法等によって得られる低温ポリシリコンからなる薄膜であり、ゲート絶縁膜１２１を介してゲート電極１２０と整合する位置に形成される。
【００１４】
半導体薄膜１２２の第１の層間絶縁膜１２３及び第２の層間絶縁膜１２４を介した直上には、ストッパ１２９が設けられる。このストッパ１２９は、ゲート電極１２０と整合する位置に形成された半導体薄膜１２２を保護するものである。
【００１５】
また、ＴＦＴ基板１０２の透過表示領域Ｂにあっては、反射表示領域Ａの略全面にわたって形成されている各種絶縁膜、すなわちゲート絶縁膜１２１、第１の層間絶縁膜１２３、第２の層間絶縁膜１２４、散乱層１１６及び平坦化層１１７が除去されており、透明絶縁基板１１４上に直接、透明電極１１８が形成されている。また、反射表示領域Ａにおいて成膜されている反射電極１１９も、透過表示領域Ｂには形成されていない。
【００１６】
また、ＴＦＴ基板１０２のＴＦＴ１１５等が形成された反対側の面、すなわち、図示を省略する内部光源たるバックライトが配される側の面には、カラーフィルタ基板１０７と同様に、λ／４層１３０と偏光板１３１とがこの順に配設される。
【００１７】
上述の構成の反射透過併用型の液晶表示装置１０１では、反射表示領域Ａと透過表示領域Ｂとで液晶層１０８の厚みを異ならせることにより、反射表示及び透過表示のいずれの状態においても高品質な表示を可能とする。
【００１８】
このようなＴＦＴ基板１０２における反射表示領域Ａと透過表示領域Ｂとの段差は、例えば２μｍ程度とされる。そして、この段差は図７中に示すように急峻な勾配をなすので、反射表示領域Ａと透過表示領域Ｂとの境界領域では液晶ドメインが発生しやすく、また、反射表示に必要なギャップ及び透過表示に必要なギャップのどちらも満足しないので、反射表示及び透過表示のいずれにも寄与せず、光抜け等を生じる。以下、反射表示及び透過表示のいずれにも寄与しない領域を無効領域と称する。通常この無効領域は表示品質の劣化を招くため、遮光膜等によって遮光される必要がある。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで近年では、非常に高精細な表示を実現する液晶表示装置において、図８に示すように透過表示に寄与する透過表示領域Ｂを広く確保した構造が提案されている。
【００２０】
このように透過表示領域Ｂを広げると、データ線１０５及びゲート線１０４に囲まれた１つの画素部においては透過領域Ｂの周囲の反射表示領域Ａが相対的に狭くなり、図８に示すようにデータ線１０５と透過表示領域Ｂとが近接する。
【００２１】
図６に示すように、データ線１０５と透過表示領域Ｂとが離間している場合には、反射表示領域Ａと透過表示領域Ｂとの段差は図７に示すように、ゲート絶縁膜１２１、第１の層間絶縁膜１２３、第２の層間絶縁膜１２４、散乱層１１６、平坦化層１１７、及び反射電極１１９の厚みの和であるが、図８に示すようにデータ線１０５と透過表示領域Ｂとが隣接する場合には、先に述べた厚みの和にデータ線１０５の厚みが加わるので、データ線１０５近傍の透過表示領域Ｂにおいて透過表示に必要なギャップが得られなくなる。
【００２２】
この結果、データ線１０５に隣接する透過表示領域Ｂにおいて無効領域が拡大し、有効に機能する領域が相対的に減少するので、透過表示領域Ｂを拡大したのにも拘わらず、透過表示において所望の輝度を得られないといった問題が生じる。
【００２３】
そこで本発明はこのような従来の問題点を解決するために提案されたものであり、透過表示の輝度を上げるために透過表示領域を拡大した場合であっても、データ線近傍における無効領域の拡大を抑え、良好な表示品質を実現する反射透過併用型の液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る液晶表示装置は、一対の基板間に液晶層が挟み込まれ、透過光により表示を行う透過表示領域と、反射光により表示を行う反射表示領域とを備えてなる液晶表示装置において、上記液晶層を駆動する駆動素子に信号を供給するデータ線が配され、上記透過表示領域に隣接するデータ線は、上記反射表示領域に隣接するデータ線とは異なる面上に形成されていることを特徴とする。
【００２５】
透過表示領域に隣接するデータ線領域と反射表示領域に隣接するデータ線領域とでデータ線の形成される面を異ならせることによって、透過表示領域と反射表示領域とでデータ線が同一面上に形成されている従来の液晶表示装置に比べて、透過表示領域に隣接するデータ線領域と透過表示領域との段差を低減する。
【００２６】
この結果、データ線と透過表示領域との間に反射表示領域が存在しないほど透過表示領域を拡大した場合であっても、データ線近傍の透過表示領域において無効領域が拡大することを防止する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した液晶表示装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２８】
本発明の液晶表示装置は、反射表示と透過表示とを１つの表示パネルで実現するいわゆる反射透過併用型の液晶表示装置であり、例えばＴＦＴ等が形成されたＴＦＴ基板及びカラーフィルタ等が形成されたカラーフィルタ基板の一対の基板が液晶層を挟持してなる構成とされる。
【００２９】
図１に、本発明を適用した反射透過併用型液晶表示装置１における、ＴＦＴ基板２の平面構造を示す。ＴＦＴ基板２には、図１に示すように、後述するＴＦＴによって制御される複数の画素電極３がマトリクス状に配設されるとともに、これら画素電極３の周囲にＴＦＴに走査信号を供給するためのゲート線４と、ＴＦＴに表示信号を供給するためのデータ線５とが互いに直交するように設けられ、画素部が構成されている。
【００３０】
また、ＴＦＴ基板２には、ゲート線４と平行な金属膜からなるＣｓ線６が設けられている。Ｃｓ線６は、後述するように接続電極との間に補助容量Ｃを形成し、カラーフィルタ基板に設けられた対向電極に接続されている。
【００３１】
なお、画素電極３には、反射表示を行うための反射表示領域Ａと、透過表示を行うための透過表示領域Ｂとが設けられている。
【００３２】
次に、本発明の液晶表示装置の図１中のＣ−Ｃ'線における断面構造、すなわち、データ線５に平行であり、且つ透過表示領域Ｂの略中央を通る断面構造について図２を参照しながら説明する。
【００３３】
この液晶表示装置１は、先に述べたＴＦＴ基板２と、カラーフィルタ基板７とが対向して配設され、これらの間に液晶層８が挟持された構造とされる。
【００３４】
カラーフィルタ基板７は、ガラス等からなる透明絶縁基板９のＴＦＴ基板２と対向する側の面にカラーフィルタ１０と、ＩＴＯ等からなる対向電極１１とをこの順に有する。カラーフィルタ１０は、顔料や染料によって各色に着色された樹脂層であり、例えばＲ，Ｇ，Ｂの各色のフィルタ層が組み合わされて構成されている。
【００３５】
また、カラーフィルタ基板７のカラーフィルタ１０及び対向電極１１が形成された反対側の面には、λ／４層１２と、偏光板１３とが配設される。
【００３６】
ＴＦＴ基板２の反射表示領域Ａにあっては、ガラス等の透明基材からなる透明絶縁基板１４のカラーフィルタ基板２と対向する側の面に、画素電極３に表示信号を供給するためのスイッチング素子であるＴＦＴ１５と、詳細を後述する何層かの絶縁膜を介してＴＦＴ１５上に形成される散乱層１６と、この散乱層１６上に形成される平坦化層１７と、ＩＴＯ膜１８ａを介して平坦化層１７上に形成される反射電極１９とを備えている。散乱層１６及び平坦化層１７は、反射表示領域Ａと透過表示領域ＢとでＴＦＴ基板２の厚みを変えるための凹凸形成層である。反射電極１９は、ロジウム、チタン、クロム、銀、アルミニウム、ニッケル−クロム合金等の金属膜からなり、特に銀を使用した場合に反射表示における反射率が高くなる。
【００３７】
この図２に示すＴＦＴ１５は、いわゆるボトムゲート構造であり、透明絶縁基板１４上に形成されたゲート電極２０と、ゲート電極２０の上面に重ねられた窒化シリコン膜２１ａ及び酸化シリコン膜２１ｂの積層膜からなるゲート絶縁膜２１と、ゲート絶縁膜２１上に重ねられた半導体薄膜２２とを有し、半導体薄膜２２の両脇がＮ＋拡散領域とされている。ゲート電極２０は、ゲート線４の一部を延在させたものであり、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）等の金属又は合金をスパッタリング等の方法によって成膜されてなる。
【００３８】
半導体薄膜２２の一方のＮ＋拡散領域には、第１の層間絶縁膜２３及び第２の層間絶縁膜２４に形成されたコンタクトホールを介してソース電極２５が接続される。ソース電極２５にはデータ線５が接続され、データ信号が入力される。また、半導体薄膜２２の他方のＮ＋拡散領域には、第１の層間絶縁膜２３及び第２の層間絶縁膜２４に形成されたコンタクトホールを介してドレイン電極２６が接続される。ドレイン電極２６は、接続電極２７と接続され、さらにコンタクト部２８を介して画素電極３と電気的に接続される。接続電極２７は、ゲート絶縁膜２１を介してＣｓ線６との間に補助容量Ｃを形成している。半導体薄膜２２は例えばＣＶＤ法等によって得られる低温ポリシリコンからなる薄膜であり、ゲート絶縁膜２１を介してゲート電極２０と整合する位置に形成される。
【００３９】
半導体薄膜２２の第１の層間絶縁膜２３及び第２の層間絶縁膜２４を介した直上には、ストッパ２９が設けられる。このストッパ２９は、ゲート電極２０と整合する位置に形成された半導体薄膜２２を保護するものである。
【００４０】
他方、ＴＦＴ基板２の透過表示領域Ｂにあっては、反射表示領域Ａの略全面にわたって形成されている各種絶縁膜、すなわちゲート絶縁膜２１、第１の層間絶縁膜２３、第２の層間絶縁膜２４、散乱層１６及び平坦化層１７が除去されており、透明絶縁基板１４上に直接、ＩＴＯ等からなる透明電極１８が形成されている。また、反射表示領域Ａにおいて成膜されている反射電極１９も、透過表示領域Ｂには形成されていない。
【００４１】
また、ＴＦＴ基板２のＴＦＴ１５等が形成された反対側の面、すなわち、図示を省略する内部光源たるバックライトが配される側の面には、カラーフィルタ基板７と同様に、λ／４層３０と偏光板３１とがこの順に配設される。
【００４２】
上述したＴＦＴ基板２及びカラーフィルタ基板７に挟持される液晶層８は、負の誘電異方性を有するネマティック液晶分子を主体とし、且つ二色性色素を所定の割合で含有しているゲストホスト液晶が封入されたものであり、図示を省略する配向膜によって垂直配向される。この液晶層８においては、電圧印加時に液晶分子が基板に対して垂直配向し、電圧無印加時に液晶分子が基板に対して水平配向する。なお、液晶層８は上述の構成に限定されず、電圧印加時に液晶分子が基板に対して水平配向し、電圧無印加時に液晶分子が基板に対して垂直配向するような構成であってもよい。
【００４３】
次に、図１に示す液晶表示装置のＤ−Ｄ'線における断面構造、すなわち、データ線５に平行であり、且つデータ線５の略中央を通過するＴＦＴ基板２の断面構造について図３を参照しながら説明する。
【００４４】
図３に示すように、反射表示領域Ａに隣接する領域においては、透明絶縁基板１４上にＣｓ線６と、Ｃｓ線６を覆うように窒化シリコン膜２１ａ及び酸化シリコン膜２１ｂの積層膜からなるゲート絶縁膜２１と、半導体薄膜２２と、ストッパ２９と、第１の層間絶縁膜２３と、第２の層間絶縁膜２４とがこの順に積層され、これら層間絶縁膜上にデータ線５が形成されている。データ線５上には、平坦化層１７と、反射電極１９とがこの順に積層される。また、Ｃｓ線６に対応するデータ線５上には、ドレイン電極２６と画素電極３とを接続する接続電極２７が形成される。また、データ線５上には、データ線５とソース電極２５とを接続する接続電極３２が形成される。
【００４５】
これに対し、透過表示領域Ｂに隣接する領域においては、ゲート絶縁膜２１、第１の層間絶縁膜２３及び第２の層間絶縁膜２４が除去されており、透明絶縁基板１４上に直接データ線５が形成される。また、透過表示領域Ｂに隣接する領域のデータ線５上には、反射表示領域Ａに隣接する領域から延在する平坦化層１７と、透明電極１８とがこの順に積層される。
【００４６】
このように、透過表示領域Ｂに隣接する領域と反射表示領域Ａに隣接する領域とでデータ線５の形成される面が異なり、透過表示領域Ｂに隣接する領域におけるデータ線５部分の高さが、ゲート絶縁膜２１、第１の層間絶縁膜２３及び第２の層間絶縁膜２４の厚みの和に相当する分だけ反射表示領域Ａに隣接する領域に比べて低くなされる。すなわち、透過表示領域Ｂを広く確保するためにデータ線５に透過表示領域Ｂが極めて接近する構造であっても、従来の反射透過併用型の液晶表示装置に比べて、透過表示領域Ｂとこれに隣接するデータ線５領域との段差が低減される。この結果、データ線５近傍の透過表示領域Ｂにおいて透過表示に必要なギャップを満足しない無効領域の増大を従来構造に比べて抑えることができる。すなわち、本発明の液晶表示装置１は、透過表示領域Ｂを広く確保しつつ無効領域の拡大を最小限に抑えることが可能であり、従来の反射透過併用型の液晶表示装置に比べて透過表示の輝度を高めることができる。
【００４７】
ところで、本発明によって透過表示の際の輝度を向上させられることから、特に透過表示重視の反射透過併用型の液晶表示装置、より具体的には、表示パネルにおける光の反射率が１％以上、１０％以下の範囲内であり、且つ表示パネルにおける光の透過率が５％以上、１０％以下の範囲内であるように規定された反射透過併用型の液晶表示装置に本発明を適用することで、本発明の効果を最大限に得ることができる。上述のように光の反射率及び透過率が所定の範囲内に規定された反射透過併用型の液晶表示装置は、反射表示における表示光の輝度が最低限必要なレベルに保持されつつ、透過表示における表示光の輝度が透過型の液晶表示装置と同等のレベルの輝度とされ、視認性及び色再現性の向上が図られたものである。
【００４８】
なお、透過表示領域Ｂに隣接するデータ線５は、透明絶縁基板１４上、すなわち、透過表示領域Ｂにおける透明電極１８と同じ面上に直接形成されることが好ましい。この構造とすることにより、データ線５領域と透過表示領域Ｂとの段差を最小とし、且つ製造プロセスを容易とすることができる。
【００４９】
なお、図３では、データ線５下に配されるゲート絶縁膜２１、第１の層間絶縁膜２３及び第２の層間絶縁膜２４を全て透明絶縁基板１４上から除去することによって、透過表示領域Ｂに隣接する領域と反射表示領域Ａに隣接する領域とでデータ線５の形成される面を異ならせた例を挙げたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、透過表示領域Ｂに隣接するデータ線５下には、ゲート絶縁膜２１、第１の層間絶縁膜２３及び第２の層間絶縁膜２４のうち少なくとも１つの層を除去することによって、透過表示領域Ｂに隣接する領域と反射表示領域Ａに隣接する領域とでデータ線５の形成される面を異ならせてもよい。また、透過表示領域Ｂに隣接するデータ線５下の、ゲート絶縁膜２１、第１の層間絶縁膜２３及び第２の層間絶縁膜２４のうち少なくとも１つの層の厚みを変化させることによって、透過表示領域Ｂに隣接する領域と反射表示領域Ａに隣接する領域とでデータ線５の形成される面を異ならせてもよい。
【００５０】
ところで、透過表示領域Ｂに隣接するデータ線５は、透明電極１８との電気的な接触を防ぐために、絶縁層によって被覆される。この透過表示領域Ｂに隣接するデータ線５を覆う絶縁層は、なだらかな形状、すなわち順テーパ形状とされることにより、液晶ドメインやリバースチルト等の発生が抑制され、光抜け等の不都合を防止できる。このような観点から、データ線５を覆う絶縁層の具体的な立ち上がり角度は、８０°以下とされることが好ましく、４５°以下とされることがより好ましい。
【００５１】
透過表示領域Ｂに隣接するデータ線５を覆う絶縁層に用いる材料としては特に限定されないが、例えばアクリル系、ポリオレフィン系、スチレン系等の熱又は光によって流動性を発現する有機材料、無機材料等を用い、リフローすることによって、先に述べたようななだらかな形状、すなわち順テーパ形状の絶縁層を容易に実現できる。また、熱又は光によって流動性を発現しない材料を用いた場合であっても、ウェットプロセスによるエッチングやドライプロセスによる後退エッチング等によりなだらかな形状、すなわち順テーパ形状の絶縁層を形成可能である。さらに、データ線５を覆う絶縁層に感光性の有機材料を用いることで、フォトリソグラフィによって所望の位置に高精度にて絶縁層をパターニングすることが可能となる。
【００５２】
このデータ線５を覆う絶縁層としては、反射表示領域Ａにおける凹凸形成層の少なくとも一部を延在した層を用いることができる。例えば凹凸形成層が感光性の有機材料からなる場合には、フォトリソグラフィにおける露光量を調整して、反射表示領域Ａに隣接する領域と透過表示領域Ｂに隣接する領域とでデータ線５を覆う凹凸形成層の厚みを変化させる。この手法は、データ線５上の絶縁層の膜厚を任意に設定できるので、必要上充分な電極間容量を得られるとともに、所望のなだらかな形状を実現できる。
【００５３】
また、データ線５を覆う絶縁層は、図４に示すように、凹凸形成層として平坦化層１７のみを備える場合、図５に示すように、凹凸形成層として散乱層１６及び平坦化層１７の両方を備える場合、データ線５を覆う絶縁層が散乱層１６のみからなる場合のいずれであってもよい。さらに、凹凸形成層が散乱層１６や平坦化層１７以外の層を含む場合には、この層が透過表示領域Ｂに隣接するデータ線５を覆う絶縁層を構成してもよい。
【００５４】
次に、図１、図２及び図３に示すような構造の液晶表示装置１の製造方法について説明する。
【００５５】
先ず、透明絶縁基板１４上に、ゲート電極２０、窒化シリコン膜２１ａ及び酸化シリコン膜２１ｂからなるゲート絶縁膜２１、及び半導体薄膜２２を順次堆積・パターニングし、半導体薄膜２２の両脇の領域に不純物導入し、Ｎ＋拡散領域とする。また、半導体薄膜２２上にストッパ２９を形成し、半導体薄膜２２及びストッパ２９を被覆するように、第１の層間絶縁膜２３及び第２の層間絶縁膜２４を成膜する。
【００５６】
次に、半導体薄膜２２の一対のＮ＋拡散領域に対応する箇所の第１の層間絶縁膜２３及び第２の層間絶縁膜２４を例えばエッチングにより開口し、コンタクトホールを形成する。コンタクトホールを形成するのと同時に、透過表示領域Ｂに隣接し、且つ後で形成するデータ線５の下方に存在することになるゲート絶縁膜２１、第１の層間絶縁膜２３及び第２の層間絶縁膜２４をエッチングにより除去することが好ましい。
【００５７】
次に、先に開口したコンタクトホールを介して半導体薄膜２２と接続するソース電極２５及びドレイン電極２６を所定の形状にパターニングして形成する。
【００５８】
次に、散乱反射を起こさせる機能を有する散乱層１６を成膜し、所定の形状にパターニングする。この上に、平坦化層１７を成膜し、所定の形状にパターニングする。この平坦化層１７のパターニングの際に、透過表示領域Ｂのゲート絶縁膜２１、第１の層間絶縁膜２３及び第２の層間絶縁膜２４を除去し、透明絶縁基板１４を露出させる。
【００５９】
次に、ＩＴＯをスパッタリングし、ＩＴＯからなる透明電極１８を形成する。さらに透明電極１８上の、反射表示領域Ａに対応する領域に反射電極１９を形成する。以上のようにして、透明絶縁基板１４上にＴＦＴ１５等が形成されてなるＴＦＴ基板２を得る。
【００６０】
また、透明絶縁基板９にカラーフィルタ１０及び対向電極１１を公知の方法に従って形成し、カラーフィルタ基板７を得る。
【００６１】
以上のようにして得られたＴＦＴ基板２のＴＦＴ１５が形成された主面、及びカラーフィルタ基板７のカラーフィルタ１０が形成された主面にそれぞれ配向膜を形成する。配向膜が内側となるようにＴＦＴ基板２とカラーフィルタ基板７とを対向させて貼り合わせ、さらに液晶を注入して液晶層８を形成する。そして、ＴＦＴ基板２の外側にλ／４層３０及び偏光板３１を、カラーフィルタ基板７の外側にλ／４層１２及び偏光板１３を貼り付けることによって、図２に示すような反射透過併用型の液晶表示装置１が完成する。
【００６２】
なお、本発明は上述の記載に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００６３】
例えば上述の液晶表示装置では、いわゆるボトムゲート構造のＴＦＴを用いた液晶表示装置を例に挙げたが、トップゲート構造のＴＦＴを用いた液晶表示装置に本発明を適用することも可能である。
【００６４】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、透過表示領域を広く確保した構造であっても、データ線と隣接する透過表示領域における無効領域の拡大を抑えて充分な面積の透過表示領域を確保し、高輝度な透過表示を実現することが可能な反射透過併用型の液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した反射透過併用型の液晶表示装置の、ＴＦＴ基板を示す平面図である。
【図２】図１に示す液晶表示装置の、Ｃ−Ｃ'線における断面図である。
【図３】図１に示す液晶表示装置の、Ｄ−Ｄ'線における断面図である。
【図４】図１に示す液晶表示装置の、Ｅ−Ｅ線における断面図の一例である。
【図５】図１に示す液晶表示装置の、Ｅ−Ｅ線における断面図の他の例である。
【図６】従来の反射透過併用型の液晶表示装置の、ＴＦＴ基板を示す平面図である。
【図７】図６に示す従来の液晶表示装置の、Ｆ−Ｆ'線における断面図である。
【図８】透過表示領域Ｂを拡大した、従来の反射透過併用型の液晶表示装置の、ＴＦＴ基板を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 液晶表示装置
２ ＴＦＴ基板
３ 画素電極
４ ゲート線
５ データ線
６ Ｃｓ線
７ カラーフィルタ基板
８ 液晶層
１４ 透明絶縁基板
１６ 散乱層
１７ 平坦化層
１８ 透明電極
１９ 反射電極
２０ ゲート電極
２１ ゲート絶縁膜
２２ 半導体薄膜
Claims (13)
- 一対の基板間に液晶層が挟み込まれ、透過光により表示を行う透過表示領域と、反射光により表示を行う反射表示領域とを備えてなる液晶表示装置において、
上記液晶層を駆動する駆動素子に信号を供給するデータ線が配され、上記透過表示領域に隣接するデータ線は、上記反射表示領域に隣接するデータ線とは異なる面上に形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 上記データ線下に配される少なくとも１層の有無により上記異なる面が形成されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
- 上記データ線下に配される少なくとも１層の膜厚を変更することにより上記異なる面が形成されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
- 上記データ線は、上記透過表示領域と隣接する領域において、透明電極と同一の面上に形成されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
- 上記データ線は、上記反射表示領域に隣接する領域においては層間絶縁膜上に形成されており、上記透過表示領域と隣接する領域においては基板上に形成されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
- 上記透過表示領域と隣接する領域において、上記データ線を覆って絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
- 上記絶縁層は、エッジ部分の立ち上がり角度が８０°以下であることを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。
- 上記絶縁層は、感光性有機膜により形成されていることを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。
- 上記絶縁層は、熱又は光により流動性が発現することを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。
- 上記絶縁層は、上記反射表示領域における凹凸形成層の少なくとも一部であることを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。
- 上記絶縁層は、上記反射表示領域における凹凸形成層の膜厚を薄くすることにより形成されていることを特徴とする請求項１０記載の液晶表示装置。
- 上記反射表示領域における凹凸形成層が２層以上の層からなり、上記絶縁層はそのうちの１層からなることを特徴とする請求項１０記載の液晶表示装置。
- 上記反射表示領域における凹凸形成層が、凹凸を有する散乱層と、この凹凸間を平坦化する平坦化層とからなり、上記絶縁層は上記平坦化層からなることを特徴とする請求項１２記載の液晶表示装置。
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